科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的*醇燃料电池是采用铂作电极催化剂,电池中的质子...
问题详情:
科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的*醇燃料电池是采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子(就是H+)和水分子通过。其工作原理的示意图如下,请回答下列问题:
(1)该装置的能量转化形式为______________。
(2)Pt(a)电极是电池_____(填“正”或“负”)极,
(3)电解液中的H+向_________(填“a”或“b”)极移动。
(4)如果该电池工作时消耗1 mol CH3OH,则电路中通过____ mol电子。
(5)比起直接燃烧燃料产生电力,使用燃料电池有许多优点,其中主要有两点:首先是燃料电池的能量转化率高,其次是_________________________。
【回答】
【*】 (1). 化学能转化为电能 (2). 负 (3). b (4). 6 (5). 对环境无污染
【解析】
【分析】
该原电池中质子交换膜只允许质子和水分子通过,说明电解质溶液为**溶液,燃料电池中,通入燃料的电极为负极,负极上失电子发生氧化反应,电极反应为:CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+,通入氧气的电极为正极,氧气得到电子生成*氧根离子,电极反应O2+4H++4e-═2H2O,据此解答。
【详解】(1)该装置的能量转化形式为原电池反应是化学能转化为电能;
(2)Pt(a)电极*醇通入失电子发生氧化反应,是电池负极;
(3)燃料电池中,通入燃料的电极Pt(a)为负极,负极上失电子发生氧化反应,通入氧气的电极Pt(b)为正极,氧气得到电子生成*氧根离子,电解液中的H+向正极移动,即向b电极移动;
(4)通入燃料的电极为负极,负极上失电子发生氧化反应,电极反应为:CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+,电子守恒,该电池工作时消耗1 mol CH3OH,则电路中通过6mol电子;
(5)燃料电池的能量转化率高,*醇反应产物为CO2和H2O,对环境无污染。
【点睛】以*醇为燃料考查了燃料电池。注意正负极上电极反应式的书写要结合电解质溶液的*碱*,即使燃料和氧化剂相同,如果电解质溶液不同,电极反应式也不同。本题中通过电子的移动方向知,左半极为负极,右半极为正极;燃料电池中,负极上投放燃料,燃料在负极上失电子发生氧化反应;正极上投放氧化剂,氧化剂在正极上得电子发生还原反应。
知识点:电化学 胶体
题型:填空题
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